11月11日至15日，第二十二屆中國國際高新技術(shù)成果交易會將在深圳舉行。本屆高交會以“科技改變生活、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”為主題，總展覽面積超過14萬平方米，有3000多家海內(nèi)外展商、近萬個項目參展，各項活動將超過140場。中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海分院院長、“墨子號”量子衛(wèi)星工程常務(wù)副總設(shè)計師、衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮王建宇出席并演講。

以下為演講實錄：

王建宇：各位朋友，去年是給大會介紹我們國家的“墨子號”的情況，今年想介紹一下我們科學(xué)院正在進行的另外一項計劃就是“太極”計劃，大家知道衛(wèi)星一般是國家比較有實力的時候才會去做的，應(yīng)該說中國現(xiàn)在也到這么一個時候，盡管它可能和目前的經(jīng)濟還是相對比較遠，但是它里面發(fā)展的技術(shù)確確實實可以為我們經(jīng)濟的發(fā)展做很多的貢獻。大家知道引力波最早還是愛因斯坦提出來的，愛因斯坦確實非常偉大，他提出很多的東西都得到了驗證，從目前來看有一個對宇宙的認識認為，我們現(xiàn)在能看到的只有宇宙所有東西的5%，也就是可見物質(zhì)，而可能有95%在宇宙里面是暗能量暗物質(zhì)，國際上的探測也是非常多，但是還是看不到。有一個預(yù)測如果我們能夠把引力波和現(xiàn)在電磁波一樣來使用的話，暗物質(zhì)暗能量都能給我們看到。

從宇宙來說，目前有四種力，其中有三種力已經(jīng)統(tǒng)一了，引力除外，標準的物理研究的粒子模型大概有62種基本力子，有61種沒有找到，引力子沒有。這就是國際上對引力波的研究和尋找是大家非常熱的事情。好在2016年的時候地面的引力波已經(jīng)車工捕獲了，也獲得了諾貝爾獎，引力波和電磁波非常相似，電磁波有不同的波段，有微波、紫外，引力波也是一樣的，地面能夠看到的引力波是引力波里面非常小的，太空當(dāng)中就可以看到引力波的主力部分。國際上現(xiàn)在大的機構(gòu)一是LISA和LISA探路者，2015年12月3日發(fā)射，并取得了超預(yù)期的結(jié)果，并不是說在天上看到，而是為在太空看引力波做一些準備。

中國現(xiàn)在也是非常努力，有不同的科學(xué)家都在提出一些，比較大的是“太極”和天琴計劃，分別在2019年前后向天上發(fā)出兩顆實驗衛(wèi)星，主要是通過這個能夠看到很多在地面看不到的，比如說銀河系的變化，恒星的演化等等能在太空當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的話就能看到，包括大家記得前段人類看到第一個黑洞的圖像，實際上你看到的是外表，里面根本進不去，因為所有的光線進了黑洞以后就不出來，通過引力波可能對黑洞可以做進一步的探測和理解。包括大質(zhì)量比的黑洞怎么生成的，怎么運動的，這些可以通過太空的引力波探測得到實現(xiàn)。引力波到底怎么探測？為什么我們現(xiàn)在看不到引力波？主要的原因是什么？引力波不像電磁波，引力波對我們現(xiàn)在可以見到的物質(zhì)都是透明的，因為你只有有吸收有阻擋才能去探測這個東西，而引力波過來以后所有物質(zhì)擋不住它，但是愛因斯坦做了預(yù)測，引力波出現(xiàn)的時候他的空間會受到彎曲的影響。所以探測引力波的唯一辦法就是要看空間彎曲的變化，如果有一個引力波過來了，有兩段距離，這個距離盡管兩個地方原來的目標和起點都沒有變化，但是它的距離也會發(fā)生微小的變化，這給科學(xué)家提供一個手段，如果我可以測出微小的變化就可以知道有沒有引力波過來，引力波的探測恰恰用了電磁波的方法，用了激光干涉的辦法測空間非常微小的變化。引力波是一個激光干涉儀，探測的精度是非常微小的。它有多少？星間激光干涉測距系統(tǒng)要百萬公里測量十分之一原子尺寸變化，也就是說我如果用一個干涉儀，引力波過來以后可能會產(chǎn)生十的負12次方的變化，是非常小的變化。我在天上測要保證它這兩個測量模塊是完全自由的運動，所以不能有其他的干擾，這就是為什么人類在天上要測還非常困難的原因。

我們要測引力波有很多的關(guān)鍵技術(shù)，比如說光測距系統(tǒng)，慣性傳感器系統(tǒng)，無拖曳，兩個測量塊必須在天上完全是不受力的運動才行，包括還有衛(wèi)星的其他技術(shù)。我們國家“太極”計劃大概是分三步走，當(dāng)時我們是在2019年發(fā)了第一顆太極一號主要對技術(shù)路線和可行性做驗證，我們太極二號能不能基本核心技術(shù)能夠達到可測量的地步到2024年到2025年左右到2032年能夠真正把測量引力波的衛(wèi)星發(fā)到太空上，和歐洲的LISA計劃基本差不多的。衛(wèi)星系統(tǒng)里面核心的就是有一個激光的干涉測量儀，上面有兩個模塊，這兩個模塊就是兩個臂的反射鏡，這是我們已經(jīng)做完的“太極”一號的東西，附了干涉儀和裝了兩個非常微小的推力系統(tǒng)，保證衛(wèi)星里面的測量模塊不受到外面力的影響。這一次我們能夠通過這個測到什么？我對無拖曳進行驗證，組成不詳細說了，測量的干涉的光都是高性能的激光器做的，能夠組成一個測量平臺。到目前為止我們在10Mhz—1HZ可以測到10的負9次方，上天以后確實提高了，驗證很多指標地面這么多干擾的情況下，但是在空間環(huán)境可以測到。這個就是我們做的很小的測量模塊，這個模塊里面有一個是在天空上面完成能夠漂起來的，里面受到的力，我們通過無拖曳技術(shù)或者兩個非常小的推力系統(tǒng)，就像一個螞蟻在推一個幾百公斤重的系統(tǒng)，微小的干擾全部能夠去掉。這就是我們整個里面的無拖曳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

我們還首次用了國際上用的微牛頓射頻推力器，另外一個方法，這個在國際上第一次做到微牛頓量級，建立衛(wèi)星的超穩(wěn)超靜衛(wèi)星系統(tǒng)，再舉一個簡單的例子，溫度的變化微小的變化對我的測量都是不行的，我們今后溫度的變化是要控制在整個核心區(qū)域控制在這個水平，才不影響測量的結(jié)果。這個工作我們在2018年8月份在科學(xué)院立項，科學(xué)院也是非常努力花了一年的時間就把衛(wèi)星，2019年8月31日打上天，大概在軌的微重力水平是0.1NG，超高精度溫度分別率是0.1MK等等，這是我們溫度測量的結(jié)果，特別是我們成功開展了對無拖曳，就是外面有力進來能夠自動修回去。2019年8月31日發(fā)射以后我們通過各種測試已經(jīng)成功完成我們所有要求的指標，引力參考傳感器測量精度達到地球重力加速度的百億分之一量級，微推進器推力分辨率達到亞微牛量級，為我們后面打下了基礎(chǔ)，謝謝大家。我的報告就到這里。